Обработка сложных поверхностей

Кроме простых плоских поверхностей и базовых ровных цилиндров, в машиностроении используются детали и элементы со сложной конфигурацией. В эту категорию входят изделия сферической, конической, криволинейной формы, зубчатые и фасонные поверхности.

Обработка сложных поверхностей – трудоемкий процесс, который кроме профильного оборудования требует от мастера высокого уровня квалификации.

Рассмотрим подробно способ обработки цилиндрической детали и нестандартных элементов, чтобы определить особенности каждой технологии.

Особенности обработки сложных поверхностей

Отличие сложных поверхностей заключается в том, что их размеры определяются несколькими величинами, а конфигурация отличается от базовой геометрической формы.

Изготовление деталей и способы обработки рабочих поверхностей нестандартной формы включают четыре задачи:

  • подбор заготовок;

  • выбор метода обработки;

  • выбор установочной базы сложной формы;

  • оптимизация рабочего процесса.

Технические аспекты обработки сложных поверхностей

Суть технологии заключается в максимальном снятии слоя металла с заготовки, чтобы приблизить его форму к заданной.

Обработка криволинейной поверхности предусматривает обтачивание конусов и сглаживание контуров заготовки. Делается это при помощи специальных резцов на токарном станке.

Обработка зубчатых поверхностей происходит по методу копирования на фрезерных станках. Суть метода заключается в нарезании зубьев дисковыми и модульными фрезами.

В процессе обработки происходит фрезеровка сложных поверхностей набором фрез из 8 до 26 штук. В качестве прототипа используется фасонное изделие.

Процесс происходит синхронно, что позволяет получить качество шестерней вплоть до девятого класса точности. Второй метод – обкатка. Суть процесса заключается в том, что одна поверхность является режущей (выполнена из твердого сплава), а другая – более податливая. При взаимном зацеплении происходит обработка пластичного сплава, и появляются зубья, копирующие оригинальную поверхность.

Обработка сферических поверхностей – это сложный технологических процесс, который требует высокого уровня квалификации специалиста и дорогостоящего оборудования.

Чтобы превратить заготовку в правильную сферу с минимальной погрешностью, используют два метода:

  • при помощи делительной головки и фрез. Заготовка помещается на рабочее место и фиксируется, а станок по заданным параметрам начинает убирать лишний материал, превращая полуфабрикат в полноценную сферу;

  • методом копирования. В качестве прототипа используется сферическая поверхность, которую необходимо воссоздать. Специальные копиры передают параметры объекта на фрезер, где и происходит обработка заготовки.

Обработка поверхностей тел вращения является технически сложной операцией, которую проводят квалифицированные специалисты с использованием высокоточного оборудования.

Обработка поверхности цилиндра

Обработка цилиндрических поверхностей производится при помощи токарного станка.

Заготовка закрепляется на вращающейся части оборудования, а резец зажимается стационарно.

Двигаясь вдоль оси вращения, рабочая часть резца, находясь под углом к поверхности цилиндра, начинает равномерно срезать часть металла, уменьшая диаметр заготовки.

Двигаясь вдоль детали и постепенно приближая резец к оси вращения, мы создаем деталь заданного диаметра. Преимущество такого метода заключается в легкости исполнения, точности и быстроте. Таким способом из заготовок делают элементы валов, втулки, пальцы и оси.

Техника обработки металлической поверхности

Обработка металлической поверхности – важный этап при изготовлении деталей и конструкций. Такой материал сам по себе очень прочный и надежный, но, к большому сожалению, он может достаточно легко поддаваться различным повреждениям.

Часто видны следы царапин, сколов, ударов. Самой главной бедой металла является коррозия, дабы избежать этой проблемы необходимо проводить предварительную обработку изделий на его основе.

Специализированные средства помогут избавиться от ржавчины в короткие сроки и предотвратить дальнейшую порчу материала. Ежегодно коррозия «съедает» порядка 10% всего запаса металла в мире. Ржавчина – это бич данной промышленности.

Чем опасна коррозия:

  1. На начальных стадиях  механизм с ржавчиной будет работать весьма проблематично, после остаточно выйдет из строя.

  2. Конструкция, в основе которой лежит металлический каркас, при наличии коррозии становится опасной для эксплуатации.

  3. Ржавчина может выступать через стены, тем самым создавая плохой внешний вид помещению.

  4. При длительном процессе коррозии идет процесс уничтожения детали, предмета, конструкции.

Обработка металлической поверхности поможет избежать подобных дефектов.

Первым этапом является очистка поверхности от пыли, грязи и, если есть, следов клея, масла и прочих составов.

Если на предметах уже присутствуют следы ржавчины, то нужно их удалить. Это можно осуществить с помощью щетки и различных вспомогательных средств, предотвращающих дальнейшее распространение коррозии.

На промышленных производствах используют дополнительные ручные и автоматические инструменты.

При применении этих приспособлений важно не забывать, что при усердном надавливании и трении существует большая вероятность повреждения металлического изделия.

На тех местах, где присутствовала ржавчина, нужно более тщательно провести очистку с использованием специальных преобразователей. Нужно обработать поверхность антикоррозийным покрытием.

При необходимости следует нанести предварительно грунтовку. В данном случае все зависит от типа поверхности. После нанесения грунтовки нужно ее оставить в покое на некоторое время, согласно инструкции.

Затем можно наносить лакокрасочную продукцию. При проведении всех подготовительных операций важно следить за тем, чтобы все проходило своим чередом в точной последовательности.

Обработка металлических поверхностей выполняется различными способами с применением разнообразных инструментов. Это предотвращает появление множества проблем и дефектов.

Типизация шероховатости поверхности по видам обработки

Шероховатость поверхности по видам обработки – это общая сумма всех микроскопических дефектов и изъянов с относительно незначительными отступами по всей длине изделия, которая измеряется в микрометрах.

Стоит отметить, что такие параметры, как износостойкость, истирание, прочностные качества, показатели герметичности соединения, химические коэффициенты, определяют внешний вид и качество будущей эксплуатации.

Ни одна поверхность для заготовок, даже если она обрабатывалась самым тщательным образом, не бывает идеально гладкой или ровной. Та, которая задана по чертежам и по техническому заданию, всегда в большей или меньшей степени будет отличаться от исходника. В этом случае существует два различных типа отклонений от нормы: макрогеометрические и микрогеометрические.

Первые девиации показывают уровень волнистости детали и насколько она не соответствует заданной форме, а вторые определяют степень самой шероховатости поверхности.

Типизация шероховатости:

  • исходная – это следствие металлообработки внешней поверхности заготовки или изделия, например, после применения абразивов;

  • эксплуатационная – тот тип изменения, который материал получил в период усиленного применения и трения о другие детали;

  • равновесная – образуется в условиях стационарного использования.

Далее, основываясь на условиях работы, для поверхности назначается свой собственный параметр или уровень по шероховатости.

В период использования или усиленного эксплуатирования изделия изначальные коэффициенты материала изменяются.

Для чего необходимо измерять процент шероховатости поверхности?

Уровень шероховатости задает эксплуатационные показатели для ряда деталей и узлов, поэтому его максимально точное измерение – важная производственная задача отдела метрологии. Оценка коэффициентов шероховатости может даваться частично поэлементно либо комплексно.

Современные исследования предпочитают именно первый способ, а он уже включает целый ряд требований и периферийных методик.

Шероховатость поверхности по видам обработки использует следующие способы измерения:

  1. Бесконтактный. Применяется микроскоп:

    • растворная методика;

    • световое и теневое свечение;

    • оптическая методика;

    • микроинтерференционный способ.

  2. Визуальный – это сравнивание с типами образцов.

  3. Контактный. Применяется профилометр:

    • щуповая методика;

    • слепковый способ.

Основная задача метрологии – это не только измерение шероховатости, но и ее изменение, которое во многом определяет показатели эксплуатации для будущих деталей и агрегатов.

Современные технологии обработки металлических поверхностей на выставке

Ежегодная выставка «Металлообработка» представит последние новинки в области средств для борьбы с коррозией.

Современные павильоны комплекса «Экспоцентр» соберут под одной крышей ведущих специалистов отрасли, которые будут говорить о перспективах развития и проблемах в индустрии.

ЦВК является именно той площадкой, на территории которой появляются новые возможности, методики и технологии, а также оснащение и оборудование для данной промышленной отрасли. Их внедрение в производство имеет огромное значение для индустрии, ее развития и повышения конкурентоспособности на мировом уровне.

Яркие презентации своей продукции проведут различные заводы-изготовители оборудования для предприятий, они расскажут о последних технологиях и инновациях в мире техники.

Эта выставка будет весьма интересна для представителей науки. Специалисты различных технических университетов и институтов покажут разработки молодых перспективных инженеров.

Современные технологии обработки сложных поверхностей металлоизделий обязательно будут демонстрироваться на выставке «Металлообработка».

Обработка поверхностей металла
Обработка шлицевых поверхностей